PCB를 설계 할 때 가장 기본적인 질문 중 하나는 회로 기능의 요구 사항을 구현하는 것입니다. 배선 레이어, 접지 평면 및 파워 평면 및 인쇄 회로 보드 배선 레이어, 접지 평면 및 층 수 및 회로 기능, 신호 무결성, EMI, 제조 비용 및 기타 요구 사항의 파워 평면 결정이 필요한 양에 필요한 것입니다.
대부분의 설계의 경우 PCB 성능 요구 사항, 목표 비용, 제조 기술 및 시스템 복잡성에 대한 많은 상충되는 요구 사항이 있습니다. PCB의 적층 설계는 일반적으로 다양한 요인을 고려한 후 타협 결정입니다. 고속 디지털 회로 및 수염 회로는 일반적으로 다층 보드로 설계되었습니다.
계단식 디자인의 8 가지 원칙은 다음과 같습니다.
1. D엘라미네이션
다층 PCB에는 일반적으로 신호 층 (들), 전원 공급 장치 (P) 평면 및 접지 (GND) 평면이 있습니다. 파워 평면 및 접지 평면은 일반적으로 인접한 신호 라인의 전류에 대해 우수한 저임금 전류 반환 경로를 제공 할 수있는 분할되지 않은 고체 평면입니다.
신호 층의 대부분은 이들 전원 또는 접지 기준 평면 층 사이에 위치하여 대칭 또는 비대칭 밴드 라인을 형성합니다. 다층 PCB의 상단 및 하단 레이어는 일반적으로 구성 요소와 소량의 배선을 배치하는 데 사용됩니다. 배선으로 인한 직접 방사선을 줄이기 위해 이러한 신호의 배선이 너무 길어서는 안됩니다.
2. 단일 전원 참조 평면을 결정하십시오
커플 링 커패시터의 사용은 전원 공급 장치 무결성을 해결하는 데 중요한 조치입니다. 커플 링 커패시터는 PCB의 상단과 하단에만 배치 할 수 있습니다. 디커플링 커패시터, 솔더 패드 및 홀 패스의 라우팅은 디커플링 커패시터의 효과에 심각하게 영향을 미칩니다.이 커패시터의 라우팅은 가능한 한 짧고 넓어야하며 구멍에 연결된 와이어도 가능한 한 짧아야한다는 것을 고려해야합니다. 예를 들어, 고속 디지털 회로에서 PCB의 상단 레이어에 디 커플 링 커패시터를 배치 할 수 있고, 레이어 2를 전원 레이어와 같은 고속 디지털 회로 (예 : 프로세서)에, 신호 레이어로 레이어 3 및 고속 디지털 회로 접지로 레이어 4에 할당 할 수 있습니다.
또한 동일한 고속 디지털 장치에 의해 구동되는 신호 라우팅이 기준 평면과 동일한 전력 계층을 취하고이 전원 레이어는 고속 디지털 장치의 전원 공급 계층입니다.
3. 다중 전력 참조 평면을 결정하십시오
다중 전원 참조 평면은 전압이 다른 여러 고체 영역으로 분할됩니다. 신호 레이어가 다중 전원 계층에 인접한 경우, 근처 신호 레이어의 신호 전류는 불만족스러운 리턴 경로에 직면하여 리턴 경로의 간격이 발생합니다.
고속 디지털 신호의 경우이 불합리한 반환 경로 설계는 심각한 문제를 일으킬 수 있으므로 고속 디지털 신호 배선은 다중 전원 참조 평면에서 멀어져야합니다.
4.여러 지상 기준 평면을 결정하십시오
다중 접지 기준 평면 (접지 평면)은 우수한 저임금 전류 리턴 경로를 제공하여 공통 모드 EML을 줄일 수 있습니다. 접지 평면과 파워 평면은 단단히 결합되어야하며 신호 층은 인접한 기준 평면에 단단히 결합되어야합니다. 이것은 층 사이의 배지의 두께를 감소시킴으로써 달성 될 수있다.
5. 합리적으로 배선 조합을 설계합니다
신호 경로에 의해 걸려있는 두 층을 "배선 조합"이라고합니다. 최고의 배선 조합은 한 참조 평면에서 다른 기준 평면으로 흐르는 리턴 전류를 피하도록 설계되었지만 한 참조 평면의 한 지점 (면)에서 다른 기준 평면으로 흐릅니다. 복잡한 배선을 완료하기 위해 배선의 층간 변환은 불가피합니다. 신호가 레이어 사이에서 변환되면 리턴 전류는 한 참조 평면에서 다른 기준 평면으로 부드럽게 흐르도록해야합니다. 디자인에서는 인접한 레이어를 배선 조합으로 고려하는 것이 합리적입니다.
신호 경로가 여러 레이어를 스팬 해야하는 경우, 여러 층을 통한 경로는 반환 전류에 대해서는 고르지 않기 때문에 일반적으로 배선 조합으로 사용하는 것이 합리적인 설계가 아닙니다. 홀 근처에 분리 된 커패시터를 배치하거나 기준 평면 사이의 매체의 두께를 감소시켜 스프링을 줄일 수 있지만, 좋은 설계는 아닙니다.
6.배선 방향 설정
배선 방향이 동일한 신호 레이어에 설정되면 대부분의 배선 방향이 일관되도록해야하며 인접한 신호 레이어의 배선 방향과 직교해야합니다. 예를 들어, 하나의 신호 층의 배선 방향은 "y 축"방향으로 설정 될 수 있고, 다른 인접한 신호 층의 배선 방향은 "x 축"방향으로 설정 될 수 있습니다.
7. a짝수 층 구조를 도핑했습니다
설계된 PCB 라미네이션에서 고전적인 라미네이션 설계가 홀수 층이 아닌 거의 모든 짝수 층이라는 것을 발견 할 수 있습니다.이 현상은 다양한 요인에 의해 야기됩니다.
인쇄 회로 보드의 제조 공정에서, 우리는 회로 보드의 모든 전도성 층이 코어 층에 저장되었음을 알 수 있으며, 코어 층의 재료는 일반적으로 코어 층의 최대 사용에 따라 인쇄 회로 보드의 전도성 레이어가 짝수입니다.
레이어 인쇄 회로 보드도 비용 이점이 있습니다. 미디어 층과 구리 클래딩이 없기 때문에, PCB 원료의 홀수 층 층의 비용은 PCB 층의 비용보다 약간 낮습니다. 그러나 홀수층 PCB의 처리 비용은 홀수층 PCB의 처리 비용보다 홀수층 PCB의 처리 비용보다 분명히 높습니다. 왜냐하면 홀수층 PCB는 코어 층 구조 공정에 기초하여 비표준 적층 코어 층 결합 공정을 추가해야하기 때문입니다. 공통 핵심 층 구조와 비교하여 코어 층 구조 외부에 구리 클래딩을 추가하면 생산 효율이 낮아지고 생산주기가 길어집니다. 라미네이팅하기 전에 외부 코어 층은 추가 처리가 필요하므로 외부 층을 긁고 오도 할 위험이 증가합니다. 외부 처리가 증가하면 제조 비용이 크게 증가합니다.
다층 회로 본딩 공정 후 인쇄 회로 보드의 내부 및 외부 층이 냉각 될 때, 다른 라미네이션 장력은 인쇄 회로 보드에서 다른 정도의 굽힘을 생성합니다. 보드의 두께가 증가함에 따라 두 가지 다른 구조로 복합 인쇄 회로 보드를 구부릴 위험이 증가합니다. 홀수 계층 회로 보드는 구부리기 쉽고 균일 한 인쇄 회로 보드는 굽힘을 피할 수 있습니다.
인쇄 회로 보드가 홀수의 전력 계층과 짝수의 신호 레이어로 설계되면 전력 계층을 추가하는 방법을 채택 할 수 있습니다. 또 다른 간단한 방법은 다른 설정을 변경하지 않고 스택 중간에 접지 레이어를 추가하는 것입니다. 즉, PCB는 홀수 층의 층으로 연결된 다음 접지 층이 중간에 복제됩니다.
8. 비용 고려
제조 비용 측면에서 다층 회로 보드는 PCB 영역이 동일한 단일 및 이중 레이어 회로 보드보다 더 비싸고 레이어가 많을수록 비용이 높아집니다. 그러나 회로 기능 및 회로 보드 소형화의 실현을 고려할 때 신호 무결성, EML, EMC 및 기타 성능 지표를 보장하기 위해 다층 회로 보드를 가능한 한 사용해야합니다. 전반적으로 다층 회로 보드와 단일 레이어와 2 층 회로 보드의 비용 차이는 예상보다 크지 않습니다.